2. Uluslar arası Raylı Sistemler Mühendisliği Sempozyumu (ISERSE’13), 9-11 Ekim 2013, Karabük, Türkiye

OTOMATİK METRO SİSTEMLERİ

Veysel ARLIa*

a*

İstanbul Ulaşım A.Ş, İstanbul, Türkiye, e-mail: arli@istanbul-ulasim.com.tr

Özet Dünyada sürücüsüz metrolara geçiş eylemi vardır. Yeni yapılan birçok hattın sürücüsüz olarak yapılmıştır. Bazı eski hatların modernizasyonu yapılarak sürücüsüz metrolara çevrilmiştir. Dünyada sürücüsüz metro sistemlerine geçişin bir çok sebebi vardır. Bunlardan bazıları prestij, yapılan hataların bir çoğunun insan kaynaklı olması, sendikasyonel eylemler, ve işletme maliyetlerinin düşük olması gibi sebeplerden dolayı sürücüsüz metro sistemlerine geçilmiştir. Metrolarda kullanılan otomasyon sistemleri ATP(sinyal korumalı), ATO(yarı otomatik), DTO(denetimli tam otomatik), UTO (denetimsiz tam otomatik) olmak üzere 4 tanedir ve bu derecelere göre işletme yapılmaktadır. Bu bildiride metrolarda kullanılan otomasyon sistemlerinin tarihsel gelişimi, tanımlanması, teknik özelliklerinin, hizmet özelliklerinin, servis özelliklerinin karşılaştırılması ve sürücüsüz metrolardaki ilave sistemlerin avantajları açıklanmıştır. Anahtar kelimeler: Otomasyon, ATP, ATO, DTO, UTO

Abstract Driverless subways around the world are switching action. As many have made a new line driver. Driverless trains, modernized and translated some of the old lines. There are many reasons for the transition to driverless metro systems in the world. Some of these prestige, most of the errors to be of human origin, sendikasyonel actions, and operating costs are low due to reasons such as driverless metro system has been started. Automation systems used in subways ATP (signal protection), ATO (semi-automatic), DTO (controlled full automatic), UTO (fully automatic unsupervised) 4 and according to these levels, including the company made. In this paper, the historical development of automation systems used in subways, definitions, technical specifications, service specifications, the service is described to compare the advantages of additional systems and driverless metro stations. Keywords: Automation, ATP, ATO, DTO, UTO

1. Giriş

Sürücüsüz metroların temelini oluşturan otomatik tren işletmesi (ATO) ve otomatik tren denetimi (ATP) bağlı olduğu tren sinyal sisteminin çalışmaları son yüzyılın ikinci yarısında başlamıştır. Londra metrosuna bağlı Victoria hattı 1968 yılında hizmete girmiştir. Bu hat sabit blok sistemini kullanıldığı ilk ATO metro hattı olarak kabul edilir. Sabit blok teknolojisinin kullanıldığı bu hatta sürücü kapıları kapatır ve start butonuna basar. Tren istasyondan hareket eder diğer istasyona kadar önü açıktır. Tren sinyal sisteminin belirlediği hızlara göre hareket ederek bir sonraki istasyonda belirlenen konumda durur. Victoria hattı bu sistem özelliğinden dolayı ilk yarı otomatik metro (STO) hattıdır. Benzer STO sistemleri 1960’lı yılların sonunda ABD’de ortaya çıkmıştır. Bu sistemler Port Authority Transit Corporation, Lindenwold STO sistemlerdir. 1969 yılında Philadelphia, San Francisco 1972 yılında Oakland BART sistemi, 1976 yılında Washington Metro sistemi, 1979 yılında Atlanta Metro sistemi ve 1984 yılında Miami Metrorail sistemleridir. Hong Kong MTR sistemi de STO sabit blok

Arlı, V.

teknoloji kabul edilen sistem 1979 yılında hizmete girmiştir. 1996 yılında Madrid Metro Hat 7 STO olarak açılmıştır. Tüm ATO uygulamalarda temel ilke bir trenin tahrik komutunu ve fren sistemleri sağlamak için güvenli hız sınırının altında bir hızda sürmektir. ATP ise güvenli hızı aşmamasını sağlamak için trene acil frenler sayesinde hız sınırı uygulayan sistemdir. İlk ATO uygulamalarında, sabit blok sistemi kullanılır. ATO işlevselliği de sabit blok ile sağlanabilir. "Dijital olarak kodlanmış", profil tabanlı parça devre teknolojisi gibi İletişim Tabanlı Tren Kontrol (CBTC) sistemler vardır. CBTC teknoloji kullanılan ilk yarı otomatik tren sistemi örneği Toronto Scarborough RT hattı 1985 yılında hizmete girdi. CBTC teknoloji kullanılan diğer STO örnekleri San Francisco MUNI, Ankara Metrosu 1997’de, Hong Kong KCRC Batı Ray 2003’de ve New York City Transit Canarsie Hattı 2006’da hizmete girmiştir. Çizelge1’de 2010 yılına kadar hizmete giren tam otomatik raylı sistemler gösterilmektedir.

Çizelge 1: Dünyadaki tam otomatik raylı sistemler 2010 yılına kadar Avrupa Amerika Asya Hazır Çalışan Sistemler [17]

Avrupa Amerika Asya

Hazır Çalışan Sistemler

Copenhagen (2002) Chicago Ankara (1997)

Lille 1 (1983) Detroit (1986) Kobe Port Island (1981)

Lille 2 Jacksonville Kobe Rokko Island

London Docklands (1994) Miami Kuala Lumpur (1997)

Lyon Maggaly (Line D, 1992) Newark Airport Osaka (1981)

Toulouse A San Fancisco(Barth) (2002) Taipeh

Paris Meteor (1998 Line 14) Toronto Scarborough Tokyo Waterfront (1995)

Paris Orlyval Vancouver1(1986, Skytrain) Yokohama

Rennes Las Vegas(2004) Fukuoka(Nanakuma, 2005)

Turin(2006) Sao Paulo(2010) Nagoya(2005)

Nuremberg(2008)

HongKong(West Line(Southern Link),2009)

Lozan Lausanne(2008) Dubai(2009)

BarcelonaLine11(2009) Shanghai(2010)

Uygulama Aşamasındaki Sistemler

Lille 2 (ext.) New York (Canarsie Line) Tokyo Nippori

London Jubilee Line Vancouver 2 Singapore NEL

Nuremberg U1/U3

Singapore BKT/PJG

Barcelona Line 9

Toulouse B

Toulouse A (ext.) Paris Meteor (St. Luz)

Planlananve ProjeAşamasındaki Sistemler

Paris / Meteor (Olymp)

Singapore SKg/Plg

UTO gözetimsiz tren işletmesi araç üzerinde hiç bir kişinin olmadan yapılan ilk örnekleri, 1982 yılında Kobe Japonya, 1983 yılında Lille Fransa ve 1985 yılında Vancouver Kanada UTO metro sistemleridir. Kobe ve Lille sistemleri sabit blok teknolojisine dayanır Vancouver sisteminde ise CBTC teknolojisi kullanılmaktadır. Şekil 1’de dünyada bulunan tam otomatik sürücüsüz metrolar gösterilmiştir.

Arlı, V.

Şekil 1: Dünyada bulunan tam otomatik sürücüsüz metrolar [18]

CBTC teknoloji, kullanılan diğer UTO örnekleri 1992 yılında Lyon Line D, 1998 yılında Kuala Lumpur ve Paris Meteor Hattı, 2003 yılında Singapur Kuzey-Doğu hattı hizmete açılmıştır. UTO sabit blok teknolojisine dayalı diğer örnekler ise 1982 yılında Osaka ve 2002 yılında Kopenhag Metro hattıdır. Şekil 2’de kıtalara göre kaç km tam otomatik metro hattı olduğu gösterilmiştir (www.irse.org 2009).

Şekil 2: Kıtalara göre tam otomatik metro hattı [18]

2. Metroların Otomasyon Dereceleri Metrolarda kullanılan Çizelge 2’de görüldüğü gibi 4 tane otomasyon derecesi vardır ve bu derecelere göre işletme yapılmaktadır.

Arlı, V.

Çizelge 2: Otomasyon dereceleri

2.1 Otomasyon Derecesi 1

Araçta ATP sinyal koruması vardır. Aracın hız kazanması, seyir hızı, yavaşlama ve durma fonksiyonları araç sürücüsü tarafından kabin içindeki göstergeler sinyaller yardımı ile verilen hız limitlerine göre manuel olarak yapılır. İstasyonlarda kapıların açılması ve kapanması araç sürücüsü tarafından manuel yapılır. Olumsuz durumda işletme ve tren arızalarına müdahale sürücü tarafından yapılır. Aksaray-Havalimanı hafif metro hattı (LRT) 1. derece otomasyona göre yapılmıştır. Trende bulunan ATP sistemi tren sürücüsünün konsolundaki Hedef Hız işaretini göre sürer ve bir sesli kabin göstergesi aracılığıyla tren sürücüsüne hedef hız değişimlerine dair sinyaller gönderir. Kabin sinyalli tarzda, aşırı hız koruması vardır. Kabin sinyalli tarzda tren en yüksek müsaade edilmiş hıza ulaşırsa, kabinde bir işitsel uyarı duyulacaktır. Uyarının zamanlaması insan ve araç tepki süresini hesaba katacaktır. Tren en yüksek müsaade edilebilir hız ile tanımlanmış bir kademeyi aşarsa, acil durum frenleri otomatik olarak uygulanır. Acil durumda işletme ve tren arızalarına müdahale sürücü

tarafından yapılır.

2.2 Otomasyon Derecesi 2

Yarı otomatik sürücülü bir metrodur. Araçta ATP sinyal koruması ve ATO işletmesi vardır. Aracın hızlanma, hızlı seyir, tahriksiz ilerleme, hız kesme, durma ve kapı açma işlevleri otomatik olarak yapılmaktadır. İstasyonlarda kapı kapama araç sürücüsü tarafından manüel olarak yapılır. Aracın harekete geçirilmesi için ATO START butonuna basılır. Olumsuz durumda işletme ve tren arızalarına müdahale sürücü tarafından yapılır. Taksim Hacıosman Metro hattı 2.derecede otomasyona göre yapılmıştır 2.3 Otomasyon Derecesi 3

Tam otomatik sürücüsüz bir metrodur (DTO). Bu sistemde araçlarda veya peronlarda tren görevlisi bulunur. Aracın hızlanma, hızlı seyir, tahriksiz ilerleme, hız kesme, durma, kapı açma ve kapama işlevleri otomatik olarak yapılmaktadır. Olumsuz durumda işletme ve tren arızalarına müdahale trafik operatörü tarafından kontrol merkezinden yapılır. Kontrol merkezinden müdahale edilemeyen arızalara tren görevlisi tarafından müdahale edilir. Kadıköy Kartal Metro hattı 3. derecede otomasyona göre yapılmıştır.

Arlı, V.

2.4 Otomasyon Derecesi 4 Tam otomatik sürücüsüz bir metrodur. Trenlerde hiçbir personelin bulunmadığı insansız tren işletimi (UTO) vardır. Aracın hızlanma, hızlı seyir, tahriksiz ilerleme, hız kesme, durma, kapı açma ve kapama işlevleri otomatik olarak yapılmaktadır. Olumsuz durumda işletme ve tren arızalarına müdahale trafik operatörü tarafından kontrol merkezinden yapılır. Trende müdahale edilemeyen bir arıza olduğunda atölyedeki ekiplerle birlikte kurtarma treni bölgeye sevk edilerek müdahale edilir. Eğer tren arızasına müdahale edilemiyorsa araç kuplaj edilerek atölyeye çekilir. Üsküdar Ümraniye Metro hattı 4. derecede otomasyona göre yapılması planlanmaktadır.

3. Metro araçlarında sinyalizasyon sistemi Sinyalizasyonun amacı, hat ve işletme kabiliyetinin arttırılması, her türlü ulaşımın daha süratli yapılması, mevcut araçlardan maksimum yarar sağlanması, trafikle ilgili birçok yazılı emre gerek duyulmadan en az personel ile trafiğin düzenlenmesi ve ilgili personele bölgedeki sinyallerin görünüşlerine göre nasıl hareket edeceklerini göstermek suretiyle akıcı, ekonomik ve emniyetli bir işletme sisteminin uygulanmasıdır. Demiryollarında sinyalizasyon, ilgili personele demiryolu vasıtalarının seyirleriyle ilgili yapılan manevralar, yolun durumu gibi hakkında talimat veren bir tesistir. Bu anlamda sinyalizasyona kendine özgü bir haberleşme aracı olarak bakılabilir. Sinyalizasyon tesislerinde yukarıda sayılan bilgiler, tesislerin sinyal olarak adlandırılan ekipmanlarıyla bildirilirler. Yani sinyaller belirlenmiş olan bilgi ve talimatları ilgili personele bildirirler ( Gülener 2009, ss 15-16). ATS sistemi, etkili olan tarifeye göre sistem çalışmasını iyileştirmek ve dengelemek amacıyla tren hareketlerini izlen ve yöneten sistemdir. Sistemin işletim ve denetimi, tüm Metro ray ağını, onu diğer ağlarla birleştiren tüm bağlantı ve arayüzler ile birlikte gösteren görüntülerin Tren Kontrol Merkezinde (TCC) görünür. ATP sistemi, ana görevi çerçevesinde güvenlikle ve hatasız bir usulle trenleri kumanda etmek ve sadece uygun bir İlerle Komutu tarafından yetkilendirildiğinde, trenlerin hareket ettirilebilmesini sağlamaktır. ATO (ATO = Automatic Train Operation = Otomatik Tren İşletme) güvelikten ziyade trenlerin durması ve kalkmasını sağlayan sistemdir. ATO’nun temel görevi istasyona yaklaşan trenin nerde duracağını belirlemektir. Otomatik Tren Kontrol sistemi (ATC = Automatic Train Control), ATP, ATO ve ATS sistemlerinin bileşiminden oluşan ve dünyada otomatik olarak işletilen demiryolu mimarisini tanımlamak için kullanılan bir kontrol sistemidir. Dünyada birçok çeşit ATC sistemi vardır. Fakat hepsinde de temel olarak ATP güvenliği sağlar, ATO istasyonlardaki duruş komutlarını sağlar ve ATS ise hareket zamanlarını kontrol eder, düzenli bir seyir için ayarlama yapar (Yüksel 2007, ss.14-28).

4. Demiryolunda Sinyalizasyon Sistemi Metrolarda sabit ve hareketli bloklu sinyalizasyon sistemleri vardır. Sabit bloklu sinyalizasyon sistemlerinde trenler kumanda merkezi tarafından bilgisayar vasıtasıyla otomatik olarak sürülmektedir. Zaman çizelgesine göre tren hareket saatleri işletme programına kaydedilir. Trenin hangi hızda nasıl gideceği bazen blokların başında veya devamlı trenle haberleşme yoluyla alınmaktadır. Merkezi interlocking trenlerin konumunu algılar ve durması gerektiği noktayı ve nasıl güvenli olarak duracağını trene bildirir. Trende aldığı bilgiye göre duracağı yeri, uygulaması gereken fren gücünü hesaplar ve ona göre bir fren gücü uygular. Eğer tren çalıştırma sıklığı düşük tutulmak isteniyorsa sinyalizasyon sisteminin ilk dizaynı sırasında (örn. HT= 90 sn. veya 120 sn.) ray devrelerinin uzunluğu kısa tutulmalıdır. Düşük tren aralıklarında uygulanması zor olmakla beraber 2 dk. civarındaki tren aralıklarına kadar uygun bir çözümdür. Manuel sürüş sinyalizasyon sistemine göre yüzde 10-15 daha fazla maliyetli olmakla beraber, sürüş senkronizasyonu, enerji ve personel tasarrufu düşünüldüğünde uygun bir çözümdür (Gülener 2009 s.38).

Arlı, V.

Günümüzde sinyalizasyon teknolojisi oldukça gelişti ve blok sistemi üzerine birçok yararlı ilaveler yapıldı. Fakat son yıllarda sabit blok sistemini tamamen ortadan kaldırma girişimleri üzerinde durulmaktadır. Sabit bloğu ortadan kaldırmak trenlerin gerçek hızlarına göre aralarındaki mesafeyi değiştirebilme ve hızlarını birbiriyle ilişkili tutabilme avantajı sağlar. Hız ayarlama konusunda karayolundaki esnekliği verir. Öndeki araç aniden duramayacağı için bu araçtan tam fren mesafesi kadar uzak durmaya gerek kalmaz. Eğer aynı hızda takip ediyorsanız teorik olarak onun hemen arkasında seyahat edebilirsiniz. Öndeki araç ne zaman frene basarsa siz de basarsınız ve fren performanslarındaki değişiklikleri göz önünde bulundurarak ve aracın lambalarını fark edebilmek için bir kaç metre ihtiyat mesafesi bırakırsanız bu teori çok iyi çalışır. Ancak birçok düzenli demiryolunda araya acil durum fren mesafesi konulmadığı takdirde bu teori uygulanamaz. Blok konumlarını ve boyunu trenin konumu ve hızına bağlı olarak yani onları sabitlemek yerine hareketli olarak düzenleme esnekliği, trenlerin konumunu, hızını ve yönünü tespit etmek ve izin verilen işletme hızını bildirmek için hat devresi iletimi yerine Haberleşme Temelli Tren Kontrolü (CBTC = CommunicationBased Train Control) radyo iletimine ihtiyaç duyar. Hareketli blokla donatılmış demiryolunda, hat bölgelere ayrılmıştır. Her alan bir bilgisayarın kontrolündedir ve her bir bilgisayarda Şekil’de görüldüğü gibi kendi radyo iletim sistemine sahiptir. Her tren; kimliğini, konumunu, yönünü ve hızını bu radyo sistemi vasıtasıyla bölge bilgisayarına aktarır. Bölge bilgisayarı uygun tren ayarlaması için gerekli hesapları yaparak bunu takip eden trene iletir.

Şekil 3: Hareketli blok iletimi Demiryolu sinyalizasyonu, değişken iklim şartlarına, yoğun kullanıma, aşınmaya, kötü niyetli kişiler tarafından tahrip edilmeye ve hırsızlığa maruz kalan oldukça pahalı sistemlere sahiptir. Bu sinyalizasyon ekipmanlarının geniş bir alana yerleştirilmiş olması, bakımının pahalı ve zaman alıcı olmasına sebebiyet vermektedir. Arızaların yerinin tespit edilmesi ve arıza mahalline ulaşılması oldukça zordur. Özellikle metrolarda trenler ve yeraltındaki katlara ulaşım ilave bir zorluk getirmektedir. Bu nedenlerden dolayı demiryolu işletmecileri bakım giderlerini azaltmak için yol ekipmanlarını azaltmayı denemektedirler. Azaltılmış yol kenarı 3 ekipmanları kurulum maliyetlerini de azaltır. Hareketli blok sistemi sabit blok sistemine göre daha az yol kenarı ekipmanı gerektirir. Diğer bir avantaj ise yüksek kapasite sağlıyor olmasıdır. Bir çok metro normuna göre işletme aralığı 2 dakika veya saatte 30 trendir. Yüksek kapasite sağlansa bile terminal ve istasyon beklemeleri hat kapasitesinde büyük kayıplar meydana getirir. Yoğun olarak kullanılan Hong Kong metrosu gibi hatlarda, pik saatlerde bekleme süresini 40-50 saniyenin altında tutarak kapasitenin saate 30 trene çıkarılmasına çalışılmaktadır. Böylece hangi sinyalizasyon sistemi kullanılırsa kullanılsın işletme aralığı 2 dakika veya daha altına çekilebilir. Paris Metrosunun bazı kesimlerinde ve Dockland Hafif Metro sisteminde 95 saniye Marmaray Projesinde ise işletme aralığı 90 saniyedir. Hareketli blok sinyalizasyon sistemi işletme aralığını 90 saniyenin altına indirip 50 metrelik tren ayırma mesafesine izin verebilir ancak bu durumda da yer altı hatlarında kritik zamanlarda yeterli hava sirkülasyonu sağlamak için her 200-300 metrede bir modern duman kontrolü ve havalandırma sistemlerine ihtiyaç

Arlı, V.

duyulacaktır. Bu da oldukça yüklü bir maliyet getirerek hareketli bloğun faydalarını azaltacaktır. Bu nedenle kısa işletme aralıkları; hızların düşük, trenlerin kısa ve yolcu seviyelerinin az olduğu sistemlerde elde edilebilir. İşletmecilerin hareketli blok sisteminde elde ettikleri asıl kazanç, yol kenarı ekipmanlarının azaltılması ve dolayısıyla bunların bakım masraflarının azaltılmasıyla sağlanan kazançtır. Hareketli blok sisteminde kolay hata tespiti ve yüksek güvenilirlik sağlanabilir ancak birçok işletici hem kırık rayların tespiti hem de bir yedek olması açısından bu sistemin yanı sıra bir de sabit blok sistemi istemektedirler (Yüksel 2007, ss.14-28).

5. Sürücüsüz metrolarda ilave sistemler 5.7.1 Engel Algılama Sistemi

• Engel algılama sistemi tren seyir halindeyken ray hattına düşmüş yapancı cisimleri önceden

algılayarak, bu bilgiyi trene iletir.

• Engel algılama sisteminden aldığı bilgiler doğrultusunda tren yabancı cisimlere çarpmadan

kendini durdurur.

5.7.2 Yangın Algılama Sistemi

• Sinyalizasyon sistemi, araç içlerinde bulunan yangın algılama ve ihbar sistemine arayüz ve

iletim alt yapısı sağlamaktadır.

• Bu arayüz vasıtasıyla, ilgili tren kimlik bilgisi TCC’deki (Trafik Kontrol Merkezi) Trafik

operatörünce temin edilir ve tren işletiminin yangın senaryolarına uygun olarak çalışması

sağlanır.

5.7.3 Acil Durum Freni (EB) Başlatma ve Resetleme

• Trenler herhangi bir durumda veya olumsuzlukda acil fren yapabilir.

• Sürücü veya bir kurtarma treni göndermeye gerek kalmadan neredeyse tüm durumlarda treni

yeniden başlatmaya imkan sağlamak için kullanılır.

5.7.4 Trenin Durum, Alarm Bilgisinin TCC’ye İletilmesi

• Sürücüsüz sistemlerde meydana gelen her hangi bir olumsuzluğu veya arızaları CBTC Telsiz

Veri Haberleşme Sistemi aracılığıyla TCC’ye iletmektedir.

5.7.5 KapılarınYönetimi (Yolcu tahliyesi)

• Her hangi bir acil durumda tren tünelde beklerken sistem Tren Kontrol Merkezinden yürüme

yolu taraftaki tren kapısını açma işlemini sağlar.

5.7.6 Kritik CihazlarınYedekliliği

• Bir dizideki aktif araç üstü sinyalizasyon kontrolörü arızalandığında diğer araç üstü

sinyalizasyon kontrolörüne otomatik geçiş yaparak tüm fonksiyonları gerçekleştirilir.

• Araç üstü kontrolörler birbirinin tam yedeği vardır ve arıza durumunda treni durdurmadan,

anında diğerine yedek sisteme geçiş yapmaktadır

5.7.7 Otomatik Canlandırma ve Test

• Sürücüsüz metrolarda trenler depo sahasında uyku modunda park edilir. Bunun sebebi

trenlerin batarya tüketimini azaltmaktır.

Arlı, V.

• Tren, tarife veya Trafik Kontrolörünün komutu doğrultusunda otomatik olarak uyanabilmekte

ve canlanabilmektedir.

• Servise uygun olduğundan emin olmak için gerekli olan kendi hazırlık testlerini

gerçekleştirebilir.

• Güvenlikle ilgili kritik bir test başarısız olduğunda, sürücüsüz sürüş moduna (AM) artık izin

verilmez.

• Güvenlikle ilgili olmayan bir kritik test başarısız olduğunda, Tren Kontrol Merkezine bir alarm

verilir, trenin detaylı durumu ATS çalışma istasyonunda gösterilir, daha sonra operatör,

arızanın ağırlığına ve işletme kurallarına dayalı olarak treni servise gönderip göndermemeye

karar verir.

5.7.8 Otomatik Araç Yıkama

• Trenler, araç yıkama işlemi için otomatik olarak gider ve tarife doğrultusunda yıkama ünitesini

çalıştırır.

5.7.9 Platform Kapılar (PSD)

• Platformu kapıların varlığı, insanların ray hattına düşmesi, intihar girişimi gibi kazaları önler.

• Platform kapıları istasyon klima özelliği de sağlar.

• Ayrıca, grafiti sanatçılarının tünellere ve tren park alanları içine girmesini engeller.

5.7.10 Araç Üstü CCTV Sistemi

Sürücüsüz Metrolarda kamera sistemleri sayesinde, herhangi bir acil durumda TCC Kontrol Merkezlerindeki Araç Operatörü tren içini izler ve görüntüler doğrultusunda araca müdahale edilir

5.7.11 Merkezi Telsiz Kontrol Sistemi

• Kontrol Merkezinden belirli bir araca, bir grup araca, veya tüm araçlara uzak anons yapılır.

• Kontrol Merkezinden ortam dinlemesi gerçekleştirilmesi

• İstendiğinde yapılan konuşma ve veri alışverişini kayıt edebilmektedir.

• Yolculara acil durumlarda anons yapılabilir

5.7.12 Araç Üstü Çift Yönlü Telefon Haberleşme Sistemi

• Araç içlerinde bulunan çift yönlü telefon haberleşmesi sistemleri vasıtasıyla, yolcular ve TCC

birbiriyle telefon görüşmesi yapabilmektedir.

• Trende çağrı noktasındaki kırmızı düğme acil aramalar için sarı düğme ise bilgi aramalar için

kullanılmaktadır

6. Sürücülü ve Sürücüsüz Metroların Karşılaştırılması İlk otomatik metrolar 1951 yılında seviye 2 ve 1981 yılında seviye 4 hizmete girmiştir. Şu an 45 şehirde işletmede olan 60 hat ile otomatik metro, artık bir kent içi standart haline gelmiştir. Günümüzde otomasyon tercihi, metro hattı inşası veya modernizasyon programlarında bir önkoşul haline gelmiştir (UITP Dubai G.Churchıll 2011).

Arlı, V.

Sürücüsüz sistem (UTO), tren hızını hizmet ihtiyaçlarına uygun olarak ayarlamakta ve daha esnek bir işletme sağlamaktadır. Olağan hizmette sefer aralığı 90 saniye olacak, ancak aşırı yoğunluk durumlarında 75 saniyeye kadar düşürülebilecektir (UITP Dubai SergıoAvelleda 2011). Normal işletme, servislerin yüzde 99.9’undan daha fazlasında sürücüsüz olmaktadır çok nadir durumlarda veya bakım bölgesinde manuel moda geçilmektedir. Eğer sistem sürücüsüz modda çalışmaz ise genel sistemlerin performansını ve ekipmanların verimini düşürür ve maliyeti artırır Ulaşım sisteminde işletmeci farklı düşünür, yolcu farklı düşünür. İşletmeci sistemden tasarruf etmeyi ister. Bu nedenle işletme ve bakım masraflarını düşürmeye çalışır. İşletmeyi daha verimli, daha esnek nasıl çalıştırabilmesinin hesaplarını yapar. Yolcu ise sitemin güvenilir olması, bekleme süresinin kısa olmasını, trafiğe karışmamasını ve konforlu olmasını ister. Tam otomatik metro sistemlerinde sürücü ve araç içi personele gerek kalmaması nedeniyle personel sayısının önemli ölçüde azalması sonucu daha düşük işletme ve bakım maliyeti vardır. Trenler daha kısa olabilmekte (kabinsiz) ve personel maliyetinde artış olmadan daha sık çalışabilmektedir. Ani ve beklenmeyen ulaşım talebi değişimlerini karşılamak üzere metro işletmecileri, personel maliyetini arttırmaksızın sık sık ve kolayca hizmet sıklığını değiştirebilmektedir. Biletler işletmeyi karşılayamadığı durumlarda bile personel maliyetini arttırmaksızın yüksek sıklıkta yüksek hizmet kalitesi yapılabilmektedir. Çizelge 3 ’de üç sistemin karşılaştırılması yapılmıştır. Bu karşılaştırmalardan da anlaşılacağı gibi otomasyon seviyesi 4 UTO diğer iki sistemden daha avantajlıdır

Çizelge 3: Sürücülü ve Sürücüsüz Metroların Karşılaştırılması [19]

Faydaları STO DTO UTO

Otomatik Tren Koruma (ATP) √ √ √

Daha kaliteli bir sisteme binmek √ √ √

Tahrik ve fren sistemlerinde daha az aşınma √ √ √

Enerji optimizasyonu √ √ √

İşletme doğrultusunda değişiklikler filo azaltılması ve gelişmiş hizmet düzenleme

√ √

Otomatik geri dönüş

√ √

Trende hiçbir personelin bulunmaması

√

Esneklik genelde daha kısa trenlere işletmek

√

Beklenmeyen yolcu taleplerine yanıt

√

İşletim maliyetlerini azaltma potansiyeli

√

Otomatik hata algılama ve tepki

√

Yüksek performans düzeyi, yüksek güvenilirlik ve düşük sefer aralıkları, düşük işletme maliyeti sürücüsüz, yolcu taleplerine daha iyi yanıt verebilme metroların cazibesi artırmaktadır. Bu nedenlerden dolayı dünyada tam otomatik metro geçiş dönemi başlamıştır. Şekil 4’de dünyadaki tam otomatik metroların gelişimi gösterilmiştir.

Arlı, V.

Şekil 4: Dünyadaki tam otomatik metroların gelişimi [18]

7. Hizmet Özelliklerinin Karşılaştırılması Metrolarda hizmet seviyesi sistemin yolculuk süresi, yolcuları istasyonda bekleme süresi, güvenlik, güvenirlilik, istasyon ve trenlerin temizliği gibi etkenlere bağlıdır. Sürücüsüz metro sistemlerinde sefer aralığı sürelerinin düşmesi ve trende sürücü bulunmaması sistem tarafından verilen en düşük aralığa kadar trenleri maksimum sayıda işletmeye vererek, sistemden tam kapasite yararlanmak mümkündür. Yolcunun yoğun olduğu saatlerde sisteme tren enjekte ederek yolcu yoğunluğu azaltılır veya yolcu yoğunluğunun azaldığında sistemden tren çıkartılarak sistem dengelenir. Ani yolcu taleplerine hemen müdahale edilebilmektedir. Sürücünün çalışma saatlerini dikkate almaya gerek kalmadan planlı ve yolcu ihtiyaçlarına göre işletme yapılabilmektedir. Sürücüsüz metrolar daha yüksek işletme hızı ve buna bağlı olarak daha kısa yolculuk süresi, daha kısa aralık, daha az bekleme süreleri vardır. İşletme hızının artmasının sebebi yolculuk yönünü değiştirmek için zamana ihtiyaç olmaması 10-20 saniye sonra sistem diğer başı aktifler ve sürüşe otomatik olarak başlar. Sürücüsüz sistemlerde sürücülü sistemlerde sürücünün kabin değişmesi için belirli bir vakit geçirmesi ve sürücüden kaynaklanan istasyonlardaki bekleme işletme hızının azalmasına sebep olmaktadır. Şekil 5’ deki Lyon A hattı sürücülü diğer hatlar ise sürücüsüz metro sistemleridir. Şekil 5’de görüldüğü gibi sürücüsüz metro sitemlerindeki ticari hız 30 km/’den daha büyük ve sürücülü metro sistemlerindekinden yüzde 20 daha fazladır.

Şekil 5: Ticari hız karşılaştırması [20]

Arlı, V.

Metro sistemlerinin güvenilirliği araç arızalarının azalmasına, kaza güvenlik gibi nedenlerle seferlerin iptal edilmesine bağlıdır. Her türlü sefer iptali zaman tarifesine uyulmasına sebep olur. Bu gibi olumsuzluklar sistem güvenirliliği azaltır. Şekil 6’da görüldüğü gibi Lyon D hattı sürücüsüz metro sistemidir. Lyon D hattının hizmet güvenirliliği yüzde 99 üzerine çıkmaktadır. Fakat Lyon A hattı sürücülü metro sistemidir ve hizmet güvenirliliği yüzde 96-99 arasında değişmektedir. Bu grafikten de anlaşılacağı gibi sürücüsüz sistemlerin güvenirliliği sürücülü sistemlerden daha iyidir.

Şekil 6: Sürücüsüz metro ve sürücülü metro güvenirlilik grafikleri [21] Daha iyi ivmelenme, frenleme ve işletme hızı sayesinde son duraklar arası minimum yolculuk süresi ile daha üstün bir hizmet sağlamaktadır. Buna bağlı olarak yolcunun ortalama bekleme süresinde azalmakta ve yolcu yığılmaları önlenmektedir. İstasyonlardaki bekleme süreleri şartlara göre Kontrol Merkezinden ayarlanabilmektedir. Hizmet verimliliği diğer sistemlere göre daha iyidir. Personel bulunmayan trenlerde tren arızalarında daha fazla gecikme olabilir. Gecikme süresi uç istasyonlarda trenler hemen geri döndürerek giderilebilir veya boşlukları gidermek üzere sisteme yedek trenler dahil edilebilir. Sürücülü trenlerde sürücünün kabin değişmesi zaman alacağından bu gecikme süresi daha zor giderilir. Kısa bir zaman diliminde yüksek talep doğurabilecek olan etkinlikler için ek hizmet sağlamak mümkündür (ilave sürücüye ihtiyaç duymadan) yüksek bir verimlilik düzeyi ve maliyet tasarrufu sağlar (UITP Eğitim Programı IanGraham 2010).

8. Servis Özelliklerinin Karşılaştırılması Metro sistemlerinde otomasyonunun artması servis kalitesini artırmaktadır. Sistem otomasyonu ilerleme aralıklarının kısalmasına ve yolculuk süresinin kısalmasına sebep olur. Bunlar ise genel ticari hızın artmasına ve yolcu bekleme süresinin kısalması servis kalitesini artırmaktadır. Sürücüsüz metro sistemlerinin servisi zamanında tamamlama yüzdesi yüzde 99 ile yüzde 99,5 arasında değişmektedir. Lille ve Toulouse gibi platform kapılarla donatılmış metro sistemlerinde servis kalitesi yüzde 99,7’e kadar yükselmektedir (UITP Metrolar Çalışma Grubu 1997). Metrolar maksimum 80 km/h hız yapmaktadır. İstasyonlarda 20 saniye durur ve daha sonra devam etmektedir. Ortalama işletme hızı 40 km/h’dir. Sürücüsüz sistemleri sefer aralığı sürücülü sisteminden daha iyidir. Şekil 7’de gösterildiği gibi Lyon D hattı sürücüsüz metro sistemi ve Lyon A hattı sürücülü metro sistemidir.

Arlı, V.

Şekil 7: Sürücülü ve sürücüsüz metroların sefer aralıkları [21]

Hizmet düzeyleri, çalışanların vardiyalarını herhangi bir şekilde etkilemeden, kısa sürede yeniden ayarlanabilir. Beklenmeyen talebe göre hizmeti yeniden ayarlamak mümkündür. Planlı alternatif hizmet tren sayısı ve tur süresi değiştirilse bile nispeten daha kısa bir zamanda gerçekleştirilebilmektedir. Plansız arıza ve gecikmeleri, müşteri hizmeti önceliklerine göre yönetmek mümkündür (UITP Eğitim Programı IanGraham 2010).

9. Teknik Özelliklerinin Karşılaştırılması Sürücüsüz metro sistemleri daha az arıza yapması için kalite kontrol, test prosedürlerine uygun standartlar sinyal ve tren kontrol ekipmanları seçilir. Genel donanım sistemleri kullanılabilirliği yüksek düzeyde olması gerekir. Uzaktan teşhis yetenekleri, sinyal ve tren kontrol ekipmanları hataları algılayıp hemen tepki geliştirmesi gerekir. Bakım ve teşhis yetenekleri sağlayan yerleşik test cihazları, diğer arıza lambaları arızaları zamanında tespit ederek sorun giderilir (IRSE Dr Alan F. Rumsey 2009). Sürücülü metro sistemlerinde trenle ilgili tüm müdahaleleri sürücü yapmaktadır. Arıza, yangın, acil durum, yolcu tahliye gibi durumlara sürücü müdahale eder. Trenin önüne çıkabilecek engellerin kontrolü, kapıya sıkışabilecek yolcuların kontrolü, yolcu bölümünde çıkabilecek acil durum ve kargaşa gibi durumlarda sürücünün kontrolündedir. Araçla ilgili tüm durumlarda ilk müdahale sürücü tarafından yapılmaktadır. Sürücüsüz metro sistemlerinde sürücü bulunmadığından sürücünün yaptığı tüm müdahale ve kontrolleri elektronik sistemler yardımı ile Trafik Kontrol Merkezinden yapılır. Trenin arıza, yangın, acil durum gibi durumlarda Kontrol Merkezindeki tren ile ilgili iş istasyonuna gelen alarm bilgisine göre trene müdahale edilir. Tüm müdahaleler Kontrol Merkezinden yapılmaktadır. Çizelge 3’de yapılan teknik karşılaştırmada 2. seviye yarı otomatik metro (STO) ile 4. seviye tam otomatik metrolar arasında yapılmıştır. Dezavantajları; Halka güvensizlik verir Sürücüsüz metrolarda her hangi bir acil durumda yolcuyu tahliye etmekte sorunlar yaşanmaktadır Sürücüsüz metrolarda Kontrol Merkezi arızaya müdahale edemiyorsa bölgeye kurtarıcı tren gönderilir. Bu da zaman ve servis aksamalarına sebep olur Sürücüsüz metrolar daha karmaşık bir yapıya sahip oldukları için bakımları zordur.

Arlı, V.

10. Sonuç Dünyada sürücüsüz metrolara geçiş eylemi vardır. Yeni yapılan bir çok hattın sürücüsüz olarak yapılmıştır. Bazı eski hatların modernizasyonu yapılarak sürücüsüz metrolara çevrilmiştir. Dünyada sürücüsüz metro sistemlerine geçişin bir çok sebebi vardır. Bunlardan bazıları prestij, yapılan hataların bir çoğunun insan kaynaklı olması, sendikasyonel eylemler, ve işletme maliyetlerinin düşük olması gibi sebeplerden dolayı sürücüsüz metro sistemlerine geçilmiştir.

Kaynaklar

[1] Baraçlı, H., (2010). İstanbul’daki toplu ulaşımın gelişimi. Transist 2010, Toplu Ulaşım Sempozyumu, İstanbul, 2-3 Aralık.

[2] Demir, E., (2007). Metro duraklarının mekânsal özellikleri ve kent imajı üzerindeki etkileri,

Ankara Kızılay-Batıkent metro hattı analizi. Yüksek Lisans Tezi. Gazi Üniversitesi FBE.

[3] Gülener, Y., (2009). Bir raylı ulaşım sinyalizasyon sistemi gerçekleştirme. Yüksek Lisans Tezi.

İstanbul Teknik Üniversitesi FBE.

[4] IRSE, ITC, 2010, Semi-automatic, driverlessandunattendedoperation of trains, http://www.irse-itc.net/index[erişim tarihi 20 Kasım 2011]

[5] IRSE, Dr Alan F. Rumsey, 20 Eylül 2009, http://www.irse-itc.net/index[erişim tarihi 20 Kasım

2011]

[6] İpek, A., (2006). Kentiçi raylı sistem araç operatörlerinin çalışma şartlarının incelenmesi ve performans değerleme sisteminin kurulması. Yüksek Lisans Tezi. Osmangazi Üniversitesi FBE.123

[7] Tıberghıen, P., (2009). Alstom kirazlı makinist eğitim ve arıza müdahale kılavuzu. İstanbul

[8] Tunç, H., (2010). Yeraltı metro istasyonlarında algısal faktörlerin irdelenmesi: Taksim Metro

İstasyonu. Yüksek Lisans Tezi. İstanbul Teknik Üniversitesi FBE.

[9] Türkmen, M., (2001). Kentiçi toplu taşımada raylı sistemlerin yeri ve Ankara Metrosu ile Ankaray örneklerinin değerlendirmesi. Yüksek Lisans Tezi. Gazi Üniversitesi FBE.

[10] UITP, 1997 Metrolar çalışma grubu metro sistemleri otomasyonu, http://www.uitp.org[erişim

tarihi 5 Kasım 2011]

[11] UITP, 8. Eğitim Programı 3. Modül: Toplu Ulaşım Modları ve İşletme, 3-5 Mayıs 2010, IanGraham, http://www.uitp.org[erişim tarihi 10 Aralık 2011]

[12] UITP, 8. Eğitim Programı 3. Modül: Toplu Ulaşım Modları ve İşletme, 3-5 Mayıs 2010,

LaurentDauby, http://www.uitp.org[erişim tarihi 10 Aralık 2011]

[13] UITP, Dubai 2011, RATP, G. Churchıll, http://www.uitp.org[erişim tarihi 15 Ocak 2012] UITP, Dubai 2011, Saopaulo Metrosu, SergıoAvelleda, http://www.uitp.org[erişim tarihi 15 Ocak 2012]

[14] UITP, Dubai 2011, Ansaldo STS, Paolo Marino, http://www.ansaldo-sts.com[erişim tarihi 19

Şubat 2012]

[15] Ulusoy, A., (2010). Ulaşımda raylı sistemler ve Kayseray. Yüksek Lisans Tezi. Erciyes Üniversitesi FBE.

[16] Yüksel, H.E., (2007). Raylı toplu tasıma sinyalizasyon sistemleri ve Marmaray projesinin

sinyalizasyonu. Yüksek Lisans Tezi.Niğde Üniversitesi FBE.

Arlı, V.

[17] UITP Training Programme 3rd Module. Automated Metro Seminar Barcelona 1 December 2010

[18] Kent içi Raylı Sistemler Toplantısı Tokyo Otomatik Metrolar Gözlemevi Ramon Malla

[19] IRSE ITC 17 Haziran 2010 www.irse-itc.net/index

[20] UITP 9. Eğitim Programı 3.modül: Toplu Ulaşım Modları ve İşletme HongKong, 4-7Eylül 2011

[21] UITP 3-5Aralık Lausanne Bernard Tabary Genel Müdür